Climate Tipping Points: Uncertainty-aware quantification of Earth system tipping potential from observations and models and assessment of associated climatic, ecological, and socioeconomic impacts

Informazioni relative al progetto

ClimTip

ID dell’accordo di sovvenzione: 101137601

DOI

10.3030/101137601

Data della firma CE 20 Novembre 2023

Data di avvio 1 Marzo 2024

Data di completamento 29 Febbraio 2028

Finanziato da

• Climate, Energy and Mobility

Costo totale

Nessun dato

Contributo UE

€ 5 868 639,19

Coordinato da

TECHNISCHE UNIVERSITAET MUENCHEN
Germany

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Pubblicazioni

Peer reviewed articles (59)

The Typicality of Regimes Associated with Northern Hemisphere Heatwaves

Autori: Christopher C. Chapman, Didier P. Monselesan, James S. Risbey, Abdelwaheb Hannachi, Valerio Lucarini, and Richard Matear
Pubblicato in: Journal of Climate, Numero 109, 2025, ISSN 0894-8755
Editore: American Meteorological Society
DOI: 10.1175/JCLI-D-24-0548.1

Weaker Atlantic overturning circulation increases the vulnerability of northern Amazon forests

Autori: T. K. Akabane, C. M. Chiessi, M. Hirota, I. Bouimetarhan, M. Prange, S. Mulitza, D. J. Bertassoli Jr, C. Häggi, A. Staal, G. Lohmann, N. Boers, A. L. Daniau, R. S. Oliveira, M. C. Campos, X. Shi, P. E. De Oliveira
Pubblicato in: Nature Geoscience, Numero 17, 2024, ISSN 1752-0894
Editore: Springer Science and Business Media LLC
DOI: 10.1038/S41561-024-01578-Z

Early warning signal of abrupt change in sea level pressure based on changing spectral exponent

Autori: Q. Liu, W. He, X. Xie, Y. Mei, H. Sun, N. Boers
Pubblicato in: Chaos, Solitons & Fractals, Numero 52, 2024, ISSN 2590-0544
Editore: Elsevier
DOI: 10.1016/J.CHAOS.2024.115350

Glacial abrupt climate change as a multi-scale phenomenon resulting from monostable excitable dynamics

Autori: K. Riechers, G. Gottwald, N. Boers:
Pubblicato in: Journal of Climate, Numero 61, 2024, ISSN 0894-8755
Editore: American Meteorological Society
DOI: 10.1175/JCLI-D-23-0308.1

Surveys in Geophysics

Autori: Bathiany, Sebastian; Bastiaansen, Robbin; Bastos, Ana; Blaschke, Lana; Lever, Jelle; Loriani, Sina; de Keersmaecker, Wanda; Dorigo, Wouter; Milenković, Milutin; Senf, Cornelius; Smith, Taylor; Verbesselt, Jan; Boers, Niklas
Pubblicato in: Ecosystem resilience monitoring and early warning using EO data: challenges and outlook, Numero 2, 2024, ISSN 0169-3298
Editore: Springer Nature
DOI: 10.1007/S10712-024-09833-Z

Anticipating Critical Transitions in Multi-Dimensional Systems Driven by Time- and State-Dependent Noise

Autori: Andreas Morr, Keno Riechers, Leonardo Rydin Gorjão, Niklas Boers
Pubblicato in: APS Physical Review Research, Numero 13, 2024, ISSN 2643-1564
Editore: American Physical Society
DOI: 10.1103/PhysRevResearch.6.033251

Nature Geoscience

Autori: T. K. Akabane; C. M. Chiessi; M. Hirota; I. Bouimetarhan; M. Prange; S. Mulitza; D. J. Bertassoli Jr; C. Häggi; A. Staal; G. Lohmann; N. Boers; A. L. Daniau; R. S. Oliveira; M. C. Campos; X. Shi; P. E. De Oliveira
Pubblicato in: Nature Geoscience, Numero 41, 2024, ISSN 1752-0894
Editore: Nature Geoscience
DOI: 10.1038/S41561-024-01578-Z

Multichannel singular spectrum analysis of InSAR datasets: data-adaptive interpolation and decomposition of Sentinel-1 time series at Pacaya Volcano, Guatemala

Autori: D. Walwer, J. Gonzalez-Santana, C. Wauthier, E. Calais & M. Ghil
Pubblicato in: Geophysical Journal International, Numero 9, 2025, ISSN 1365-246X
Editore: Oxford University Press
DOI: 10.22541/ESSOAR.169566455.57890451/V1

Intraseasonal synchronization of extreme rainfall between North India and the Sahel

Autori: Felix M. Strnad, Kieran M.R. Hunt, Niklas Boers, Bedartha Goswami
Pubblicato in: Quarterly Journal of the Royal Meteorological Society, Numero 28, 2025, ISSN 0035-9009
Editore: Royal Meteorological Society
DOI: 10.1002/QJ.4946

The role of edge states for early-warning of tipping points

Autori: J. Lohmann, A. B. Hansen, A. Lovo, R. Chapman, F. Bouchet, and V. Lucarini
Pubblicato in: Proceedings of the Royal Society A: Mathematical, Physical and Engineering Sciences, Numero 97, 2025, ISSN 1364-5021
Editore: The Royal Society
DOI: 10.1098/RSPA.2024.0753

Uncertainties too large to predict tipping times of major Earth system components from historical data

Autori: Maya Ben-Yami, Andreas Morr, Sebastian Bathiany, Niklas Boers
Pubblicato in: Science Advances, Numero 1, 2024, ISSN 2375-2548
Editore: American Association for the Advancement of Science
DOI: 10.1126/sciadv.adl4841

Resilience Indicators for Tropical Rainforests in a Dynamic Vegetation Model

Autori: Bathiany, Sebastian ; Nian, Da ; Drüke, Markus ; Boers, Niklas
Pubblicato in: Global Change Biology, Numero 3, 2024, ISSN 1354-1013
Editore: Wiley
DOI: 10.1111/GCB.17613

Fast, scale-adaptive and uncertainty-aware downscaling of Earth system model fields with generative machine learning

Autori: Philipp Hess; Michael Aich; Baoxiang Pan; Niklas Boers
Pubblicato in: Nature Machine Intelligence, Numero 37, 2025, ISSN 2522-5839
Editore: Nature Machine Intelligence
DOI: 10.48550/ARXIV.2403.02774

Regularization of a conceptual model for Dansgaard–Oeschger events

Autori: Bryony Hobden; Peter Ashwin; Paul D. L. Ritchie
Pubblicato in: Chaos: An Interdisciplinary Journal of Nonlinear Science, Numero 93, 2025, ISSN 1054-1500
Editore: AIP Publishing
DOI: 10.1063/5.0244302

Collaboration between artificial intelligence and Earth science communities for mutual benefit

Autori: Min Chen, Zhen Qian, Niklas Boers, Felix Creutzig, Gustau Camps-Valls, Klaus Hubacek, Christophe Claramunt, John P. Wilson, Stefano Nativi, Anthony J. Jakeman, R. Dietmar Müller, Michael Batty, Chenghu Zhou, Fahu Chen, Qiao Wang, Fan Zhang, C. Michael Bar
Pubblicato in: Nature Geoscience, Numero 20, 2024, ISSN 1752-0894
Editore: Springer Nature Limited
DOI: 10.1038/S41561-024-01550-X

Wind-driven upwelling sustains weakened Atlantic overturning under climate extremes

Autori: Jonathan Baker; Michael Bell; Laura Jackson; Geoffrey K Vallis; Andrew Watson; Richard Wood
Pubblicato in: Nature, Numero 6, 2024, ISSN 1476-4687
Editore: Nature
DOI: 10.21203/RS.3.RS-4319650/V1

Multiple modes in tropical tree cover: a multi-dimensional perspective

Autori: S. Bathiany, E. J. Kim and N. Boers
Pubblicato in: Environmental Research Letters, Numero 57, 2025, ISSN 1748-9326
Editore: Institute of Physics & IOP Publishing
DOI: 10.1088/1748-9326/ADF7C2

Ecosystem evolution and drivers across the Tibetan Plateau and surrounding regions

Autori: Yiran Xie, Xu Wang, Yatong Qian, Teng Liu, Hao Fan, Xiaosong Chen
Pubblicato in: Journal of Environmental Management, Numero 38, 2025, ISSN 0301-4797
Editore: Elsevier
DOI: 10.1016/J.JENVMAN.2025.124885

Increasing fluctuations in the Arctic summer sea ice cover are expected with future global warming

Autori: A. Poltronieri, N.Bochow, N. Boers, M. Rypdal
Pubblicato in: Enviromental research climate, Numero 55, 2024, ISSN 2752-5295
Editore: IOP Publishing
DOI: 10.1088/2752-5295/AD519D

Abrupt Changes in the Subpolar North Atlantic and Their Impact on the Climate of the British Isles

Autori: Matthew B. Menary, Laura C. Jackson, Richard A. Wood, Richard A. Betts
Pubblicato in: Geophysical Research Letters, Numero 7, 2025, ISSN 0094-8276
Editore: American Geophysical Union
DOI: 10.1029/2024GL113871

Quantifying tipping behavior: Geometric early warnings and quasipotentials for a box model of AMOC

Autori: Ruth R. Chapman; Peter Ashwin; Richard A. Wood
Pubblicato in: Chaos: An Interdisciplinary Journal of Nonlinear Science, Numero 29, 2025, ISSN 1089-7682
Editore: AIP Publishing
DOI: 10.1063/5.0240959

Arctic summer sea ice loss will accelerate in coming decades

Autori: A. Poltronieri, N. Bochow, N. Boers, P. K. Jakobsen, M. Rypdal:
Pubblicato in: Environmental Research Letters, Numero 56, 2024, ISSN 1748-9326
Editore: Institute of Physics & IOP Publishing
DOI: 10.1088/1748-9326/AD5194

Melancholia states of the Atlantic Meridional Overturning Circulation

Autori: Johannes Lohmann; Valerio Lucarini
Pubblicato in: Physical Review Fluids, Numero 104, 2024, ISSN 2469-990X
Editore: APS
DOI: 10.48550/ARXIV.2405.13988

Observed regional impacts of marine heatwaves on sea-air CO2 exchange

Autori: Li, C., F. A. Burger, C. C. Raible, T. L. Frölicher
Pubblicato in: Geophysical Research Letters, Numero 118, 2024, ISSN 0094-8276
Editore: Wiley
DOI: 10.1029/2024GL110379

Early warning skill, extrapolation and tipping for accelerating cascades

Autori: Peter Ashwin, Robbin Bastiaansen, Anna S von der Heydt and Paul Ritchie
Pubblicato in: Proceedings of the Royal Society of London A, Numero 71, 2025, ISSN 1364-5021
Editore: The Royal Society
DOI: 10.1098/RSPA.2025.0405

Synchronization of layer-counted paleoclimatic proxy archives using a Bayesian regression modeling framework

Autori: E. Myrvoll-Nilsen, K. Riechers, N. Boers
Pubblicato in: Bayesian Analysis, Numero 26, 2025, ISSN 1936-0975
Editore: Project euclid
DOI: 10.1214/25-BA1509

Physical Review X

Autori: Andreas Morr, Niklas Boers
Pubblicato in: SPS Physical Review X, Numero 5, 2024, ISSN 2160-3308
Editore: American Physical Society
DOI: 10.1103/PhysRevX.14.021037

Precipitation over northern South America and the far-eastern Pacific during ENSO: Phase synchronization at inter-annual time scales

Autori: Hernán D. Salas, Alejandro Builes-Jaramillo, Niklas Boers, Germán Poveda, Óscar J. Mesa, Jürgen Kurths
Pubblicato in: International Journal of Climatology, Numero 62, 2025, ISSN 1097-0088
Editore: Wiley
DOI: 10.1002/JOC.8443

Chaos

Autori: L. Heck; M. Gelbrecht; M. T. Schaub; N. Boers
Pubblicato in: Chaos: An Interdisciplinary Journal of Nonlinear Science, Numero 73, 2025, ISSN 1054-1500
Editore: Chaos
DOI: 10.48550/ARXIV.2412.17499

Synchronization of Layer-Counted Paleoclimatic Proxy Archives Using a Bayesian Regression Modeling Framework

Autori: Eirik Myrvoll-Nilsen; Keno Riechers; Niklas Boers
Pubblicato in: Bayesian Analysis, Numero 26, 2025, ISSN 1936-0975
Editore: Project Euclid
DOI: 10.1214/25-BA1509

Entropy

Autori: Ningning Tao; Xiaosong Chen; Fei Xie; Yongwen Zhang; Yan Xia; Xuan Ma; Han Huang; Hongyu Wang
Pubblicato in: Entropy, Numero 35, 2025, ISSN 1099-4300
Editore: Entropy
DOI: 10.48550/ARXIV.2503.19366

Annals of Geophysics

Autori: Michael Ghil
Pubblicato in: Annals of Geophysics, Numero 22, 2024, ISSN 1593-5213
Editore: Editrice Compositori srl
DOI: 10.4401/AG-9182

Mutual stabilization of AMOC and GrIS due to different transient response to warming

Autori: Frerk Pöppelmeier, Thomas Stocker
Pubblicato in: Environmental Research Letters, Numero 79, 2025, ISSN 1748-9326
Editore: Institute of Physics & IOP Publishing
DOI: 10.1088/1748-9326/ADF45A

On the predictability of possible storylines for forced complex systems

Autori: Johannes Lohmann, Bert Wuyts, Peter D Ditlevsen and Peter Ashwin
Pubblicato in: Journal of Physics: Complexity, Numero 25, 2024, ISSN 2632-072X
Editore: IOP Publishing
DOI: 10.1088/2632-072X/AD7B95

Projections of Precipitation and Temperatures in Greenland and the Impact of Spatially Uniform Anomalies on the Evolution of the Ice Sheet

Autori: N. Bochow; A. Poltronieri; N. Boers; N. Boers; N. Boers
Pubblicato in: The Cryosphere, Numero 8, 2024, ISSN 1994-0440
Editore: Copernicus Publications
DOI: 10.5194/TC-18-5825-2024

A simple physical model for glacial cycles

Autori: S. Pérez-Montero; S. Pérez-Montero; J. Alvarez-Solas; J. Alvarez-Solas; J. Swierczek-Jereczek; D. Moreno-Parada; A. Robinson; M. Montoya; M. Montoya
Pubblicato in: Earth System Dynamics, Numero 33, 2024, ISSN 2190-4987
Editore: Copernicus Publications
DOI: 10.5194/EGUSPHERE-2024-1842

Saddle avoidance of noise-induced transitions in multiscale systems

Autori: Reyk Börner, Ryan Deeley, Raphael Römer, Tobias Grafke, Valerio Lucarini, Ulrike Feude
Pubblicato in: Physical Review Research, Numero 112, 2024, ISSN 2643-1564
Editore: APS
DOI: 10.1103/PHYSREVRESEARCH.6.L042053

Topological modes of variability in the wind-driven ocean circulation

Autori: Charó, G.D., D. Sciamarella, J. Ruiz, S. Pierini, and M. Ghil
Pubblicato in: Chaos, Numero 49, 2025, ISSN 1054-1500
Editore: API Publishing
DOI: 10.48550/ARXIV.2502.01782

Key propagation pathways of extreme precipitation events revealed by climate networks

Autori: K. Li, Y. Huang, M. Wang, F. Cai, J. Zhang, N.Boers
Pubblicato in: npj Climate and Atmospheric Science, Numero 54, 2024, ISSN 2397-3722
Editore: Springer Nature in partnership with Center of Excellence for Climate Change Research King Abdulaziz University
DOI: 10.1038/S41612-024-00701-6

Exponential stability for a forecast-assimilation process with unstable dynamics

Autori: Crisan, D., M. Ghil and R. Nuckchady
Pubblicato in: Chaos, Numero 46, 2025, ISSN 1054-1500
Editore: API Publishing
DOI: 10.5281/ZENODO.17116796

Spatial Correlation Increase in Single‐Sensor Satellite Data Reveals Loss of Amazon Rainforest Resilience

Autori: Lana L. Blaschke; Da Nian; Sebastian Bathiany; Maya Ben‐Yami; Taylor Smith; Chris A. Boulton; Niklas Boers
Pubblicato in: Earth's Future, Numero 53, 2024, ISSN 2328-4277
Editore: Advancing Earth and Space Sience
DOI: 10.48550/ARXIV.2310.18540

Ecosystem Resilience Monitoring and Early Warning Using Earth Observation Data: Challenges and Outlook

Autori: Sebastian Bathiany, Robbin Bastiaansen, Ana Bastos, Lana Blaschke, Jelle Lever, Sina Loriani, Wanda De Keersmaecker, Wouter Dorigo, Milutin Milenković, Cornelius Senf, Taylor Smith, Jan Verbesselt & Niklas Boers
Pubblicato in: Surveys in Geophysics, Numero 2, 2024, ISSN 0169-3298
Editore: Springer Nature
DOI: 10.1007/S10712-024-09833-Z

Nature Communications

Autori: Mingzhao Wang; Yu Huang; Christian L. E. Franzke; Naiming Yuan; Zuntao Fu; Niklas Boers
Pubblicato in: Nature Communications, Numero 18, 2025, ISSN 2041-1723
Editore: Nature Publishing Group
DOI: 10.1038/S41467-025-60104-W

Time-lagged recurrence: A data-driven method to estimate the predictability of dynamical systems

Autori: Chenyu Dong, Davide Faranda, Adriano Gualandi, Valerio Lucarini, and Gianmarco Mengaldo
Pubblicato in: Proceedings National Academy of Sciences, Numero 102, 2025, ISSN 0027-8424
Editore: National Academy of Sciences
DOI: 10.1073/PNAS.2420252122

Deep learning for predicting rate-induced tipping

Autori: Yu Huang; Sebastian Bathiany; Peter Ashwin; Niklas Boers
Pubblicato in: Nature Machine Intelligence, Numero 23, 2024, ISSN 2037-416X
Editore: Nature Machine Intelligence
DOI: 10.48550/ARXIV.2409.07590

Red noise in continuous-time stochastic modelling

Autori: Andreas Morr; Dörte Kreher; Niklas Boers
Pubblicato in: Royal Society Open Science, Numero 74, 2025, ISSN 2054-5703
Editore: The Royal Society Publishing
DOI: 10.1098/RSOS.250573

Securing the forest carbon sink for the European Union’s climate ambition

Autori: Migliavacca, Mirco; Grassi, Giacomo; Bastos, Ana; Ceccherini, Guido; Ciais, Philippe; Janssens-Maenhout, Greet; Lugato, Emanuele; Mahecha, Miguel; Novick, Kimberly; Peñuelas, Josep; Pilli, Roberto; Reichstein, Markus; Avitabile, Valerio; Beck, Pieter; Barredo, José; Forzieri, Giovanni; Herold, Martin; Korosuo, Anu; Mansuy, Nicolas; Mubareka, Sarah; Orth, Rene; Rougieux, Paul; Cescatti, Alessandro
Pubblicato in: Nature, Numero 86, 2025, ISSN 1476-4687
Editore: Springer Nature
DOI: 10.1038/S41586-025-08967-3

Geophysical Research Letteres

Autori: Matthew B. Menary; Laura C. Jackson; Richard A. Wood; Richard A. Betts
Pubblicato in: Abrupt Changes in the Subpolar North Atlantic and Their Impact on the Climate of the British Isles, Numero 7, 2025, ISSN 0094-8276
Editore: advancing earth and space science
DOI: 10.1029/2024GL113871

Intraseasonal atmospheric variability under climate trends

Autori: Maraldi, B., H. A. Dijkstra, and M. Ghil
Pubblicato in: Chaos, Numero 47, 2025, ISSN 1054-1500
Editore: API Publishing
DOI: 10.1063/5.0253103

Forecast error growth: A dynamic-stochastic model

Autori: Bach, E., D. Crisan, and M. Ghil
Pubblicato in: Chaos, Numero 45, 2025, ISSN 1054-1500
Editore: API Publishing
DOI: 10.1063/5.0248102

Evidence for preferred propagating terrestrial heatwave pathways due to Rossby wave activity

Autori: Mingzhao Wang, Yu Huang, Christian L. E. Franzke, Naiming Yuan, Zuntao Fu & Niklas Boers
Pubblicato in: Nature Communications, Numero 18, 2025, ISSN 2041-1723
Editore: Springer Nature
DOI: 10.1038/S41467-025-60104-W

Internal noise interference to warnings of tipping points in generic multi-dimensional dynamical systems

Autori: Andreas Morr, Niklas Boers, Peter Ashwin
Pubblicato in: SIAM Journal on Applied Dynamical Systems, Numero 14, 2024, ISSN 2643-1564
Editore: SIAM
DOI: 10.1137/24M1669104

Physics of AMOC multistable regime shifts due to freshwater biases in an EMIC

Autori: Amber A. Boot and Henk A. Dijkstra
Pubblicato in: Earth System Dynamics, Numero 119, 2025, ISSN 2190-4979
Editore: Copernicus Publications
DOI: 10.5194/ESD-16-1221-2025

A Revisit of Large-Scale Patterns in Middle Stratospheric Circulation Variations

Autori: Ningning Tao, Xiaosong Chen, Fei Xie, Yongwen Zhang, Yan Xia, Xuan Ma, Han Huang and Hongyu Wang
Pubblicato in: Entropy, Numero 35, 2025, ISSN 1099-4300
Editore: MDPI
DOI: 10.3390/E27040327

Uncertainties too large to predict tipping times of major Earth system components from historical data

Autori: Ben-Yami, Maya; Morr, Andreas; Bathiany, Sebastian; Boers, Niklas
Pubblicato in: Science Advances, Numero 1, 2024, ISSN 2375-2548
Editore: American Association for the Advancement of Science
DOI: 10.48550/ARXIV.2309.08521

Impacts of AMOC Collapse on Monsoon Rainfall: A Multi‐Model Comparison

Autori: Ben‐Yami, M.; Good, P.; Jackson, L. C.; Crucifix, M.; Hu, A.; Saenko, O.; Swingedouw, D.; Boers, N.
Pubblicato in: Earth's Future, Numero 16, 2024, ISSN 2328-4277
Editore: Earth's Future
DOI: 10.1029/2023EF003959

Entropy

Autori: Ningning Tao; Xiaosong Chen; Fei Xie; Yongwen Zhang; Yan Xia; Xuan Ma; Han Huang; Hongyu Wang
Pubblicato in: Entropy, Numero 35, 2025, ISSN 1099-4300
Editore: MDPI
DOI: 10.48550/ARXIV.2503.19366

Improving the noise estimation of latent neural stochastic differential equations

Autori: L. Heck; M. Gelbrecht; M. T. Schaub; N. Boers
Pubblicato in: Chaos: An Interdisciplinary Journal of Nonlinear Science, Numero 73, 2025, ISSN 1054-1500
Editore: American Institute of Physics
DOI: 10.48550/ARXIV.2412.17499

Proceedings of the Royal Society A: Mathematical, Physical and Engineering Sciences

Autori: Johannes Lohmann; Alfred B. Hansen; Alessandro Lovo; Ruth Chapman; Freddy Bouchet; Valerio Lucarini
Pubblicato in: Proceedings of the Royal Society A: Mathematical, Physical and Engineering Sciences, Numero 97, 2025, ISSN 1364-5021
Editore: The Royal Society
DOI: 10.48550/ARXIV.2410.16277

Other (3)

Global Change Biology

Autori: Sebastian Bathiany; Da Nian; Markus Drüke; Niklas Boers
Pubblicato in: Resilience indicators for tropical rainforests in a dynamic vegetation model, Numero 3, 2024, ISSN 1354-1013
Editore: Global Change Biology
DOI: 10.1111/GCB.17613

Reconstructing historical climate fields with deep learning

Autori: Nils Bochow; Anna Poltronieri; Martin Rypdal; Niklas Boers
Pubblicato in: Science Advances, Numero 19, 2025, ISSN 2375-2548
Editore: Science Adva nce s
DOI: 10.5194/EGUSPHERE-EGU24-5103

Assessment of Abrupt Shifts in CMIP6 Models Using Edge Detection

Autori: Sjoerd Terpstra; Swinda K. J. Falkena; Robbin Bastiaansen; Sebastian Bathiany; Henk A. Dijkstra; Anna S. von der Heydt
Pubblicato in: AGU Advances, Numero 15, 2025, ISSN 2576-604X
Editore: AGU Advances
DOI: 10.48550/ARXIV.2410.19498